空气中热量的吸放和爱因斯坦对的科学实验

在前面的文章里，我们已经解释过热空气如何使水分蒸发，也解释过冷空气怎样制造了雨和雪。在这一章里，我们想解释一下与此相反的天气过程，也就是说，我们要谈谈蒸发和降雨怎样导致了空气温度的变化。

尽管下面我们所要讲的内容是确定无疑的事实，但是要真正理解这些内容，还是有一定的难度。甚至许多有学问的人，在读到有关热能的吸收和释放的内容时，也难免会有一些错误的理解。

为了使每个人都读得明白，我们必须仍然从生活中的实例说起，也请各位读者跟我们一起思考，共同解决我们可能遇到的难题。

每个人都知道水是怎么烧开的。在烧水的过程中，炉子用自己的热量不断地给水加温。那么炉子的热量到哪里去了呢？它们被水吸收了。于是，我们可以说，是水吸收了热量。如果给炉子添加同样多的燃料，烤肉的时候炉子的温度总是不如不做饭的时候温度高，其原因就是炉子里所烤的肉吸收了炉火中大量的热量，因而使炉体本身吸收的热量有所减少。

如果把热水壶从炉子上移开，放到屋子里别的地方，会怎么样呢？就是说，热水里的热量会到哪里去呢？

我们都知道，水壶移开炉子以后，里面的热水会渐渐地冷却，水里的热量散发出来。很明显，水壶在炉子上的时候，水吸收了热量；当水壶被放到比较冷的地方的时候，水里的热量就会散发出去。(www.xing528.com)

但是，如果不把水壶移开炉子，而是继续加温，让水吸收热量，甚至一直到沸腾也不移开火炉，壶里的水会发生什么变化呢？水会继续变得更热吗？

观察显示，情况并不是这样的。在煮沸的开水里放一支温度计，温度计的水银柱很快就会升到212华氏度（100摄氏度）。如果继续测定一段时间，就会发现水温不会再升高。但是在此期间，炉火一直还在烧着，热量还在不断地进入水中。那么这些热量到哪里去了？它们并没有继续保留在水里，不然的话，水的温度就会继续升高。这时，炉火继续提供的热量随着冒出的热气消逝了，这些热气不断地蒸发升腾，漂浮到屋子里了。我们也都知道，随着继续加温，水量会急剧减少。我们把这种现象叫做“沸腾”。如果我们仔细观察，在水烧到沸腾以后，水会不断地变成蒸汽，从壶里冒出来蒸发到空气中。于是我们立即发现一个问题，沸腾以后的水所吸收的热量到哪里去了？显然它们没有被保留在水里，不然水的温度会继续升高。现在，答案是显而易见的：那些热量随着蒸汽散发到了空气中；或者说，热量被蒸汽吸收，也可以说是热量以潜在的形式进入了蒸汽。所以，正确的说法应该是，热量把水变成了蒸汽。现在，我们终于知道水沸腾以后炉火继续提供的热量到底去了什么地方——这些热量以潜在的形式进入了水蒸气。

下一个问题是，这些潜在的热量会不会再被释放出来呢？当然是会的。其实许多家庭主妇在她们的日常生活中已经对此有过体验，尽管她们对此也许并没有从理论上进行过思考。她们几乎都有这样的经历，倒水的时候，如果不小心手指碰到了壶嘴喷出的热气，手指立刻会变得潮湿，并且会被烫伤。这是什么原因呢？手指是被水汽弄湿的，壶里喷出的水蒸气接触到手指，水分从气体状态又变成了液态的水，并且在此同时，蒸汽释放了热量，烫伤了手指。水蒸气在转化为液态水的过程中，热量的形态也发生了转换，或者说，水蒸气在重新凝聚为水的过程中释放了热量。

我们在厨房里经常见到的现象，在大自然中也在大量发生，并且对气象产生巨大影响。在下面的章节中我们将做进一步的讨论。